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粉煤灰砖一.烧结粉煤灰砖烧结粉煤灰砖是以粉煤灰和粘土为主要原料，再辅以其他工业废渣，经配料、混合、成型、干燥及焙烧等工序而成的一种新型墙体材料。采用塑性挤出工艺，粉煤灰掺量难以提高，一般在25％左右。研究单位用可塑性较高的粘土，采用硬塑挤出工艺，使粉煤灰接量提高至45％。为了进一步提高粉煤灰掺量，一些单位开始进行压制成型高掺量粉煤灰的研究，使粉煤灰的掺量提高至70％一80％，同时对粘土的可塑性要求更高了。1.煤的成分粉煤灰烧结砖从最初掺人粘土中部分取代粘土，巳发展到以粘土作粘结剂，使粉煤灰得以成型而烧制成砖。今后进一步发展可不用粘土，采用少量无机或有机物质作粘结剂，生产全粉煤灰烧结砖，这是我国制砖企业的一条出路，也是提高用灰串的有效途径。生产烧结粉煤灰砖与普通粘土砖比具有如下优点：①保护环境，节约耕地烧结粉煤灰砖中的粘土耗用量按40％计，则每万块砖可少用粘土8m3之多。②节约能耗焙烧外燃粘土砖(轮窑焙烧)，每万块耗标难媒0.7吨左右，而采用粉煤灰内燃烧结工艺，基本实现了焙烧不用煤(粉煤灰掺量50％，热值2508kJ/kg以上)，并能抽取焙烧余热进行人工干燥。③减轻建筑荷重降低劳动强度每块烧结粉煤灰砖平均重为2.0kg，比普通粘土砖轻0.5kg。④提高效率，降低成本烧结粉煤灰砖干燥，焙烧周期均比粘土砖短。⑤砖质量好特别是压制成型的烧结粉煤灰砖产品尺寸准确，棱角整齐．外观漂亮，耐久性好，其力学性能与普通粘土砖相当，甚至更好，保温隔热性能优于普通粘土砖，表观密度比普通粘土砖小。粉煤灰烧结砖的基本生产工艺流程1.粉煤灰所含各种化学成分对烧结粉煤灰砖的影响①二氧化硅混合料中二氧化硅的粒径很重要，很细的颗粒将起助熔作用，较大颗粒将增加混合料的耐火度。一般来讲，耐火度高的坯体，其烧成温度也较高，随着粉煤灰掺量的增加，烧成温度也相应提高。二氧化硅含量的增加，将加快砖坯的干燥速度，并提高成品的吸水率；同时它还将减少砖坯在干燥及焙烧时的变形、开裂及烧成收缩。但是，当混合料中二氧化硅的含量超过75％时，塑性大大降低，制品的力学强度降低，尤其是抗折强度下降很多。②三氧化二铝三氧化二铝含量高的粉煤灰，在大多数情况下可提高制品的力学强度和制品的耐火度，同时也将提高制品的烧成温度。③三氧化二铁三氧化二铁是烧结粉煤灰砖的重要着色剂，它能使砖体呈红色。④氧化钙各种钙的化合物与氧化铝、氧化硅形成低熔点的液态化合物，因而降低混合料的玻璃化温度和耐火度。焙烧中形成液态物质，冷却时这些液体容易形成玻璃体．起强有力的粘结作用．使制品增大抗渗透和耐酸腐蚀的性能。这种玻璃体在较低的温度下软化，过量时有可能导致坯体的严重变形。在低于它反应温度时，它们将降低混合料的收缩，并使混合料易于干燥。在窑温低，且火是暗红色的情况下，它将与含铁的矿物化合，使制品的红色“漂白”，而呈浅黄色。硫酸钙在焙烧时较为稳定。在低温烧成的砖中，它仍然不变，是烧结砖中最常遇到的泛白起霜的原因，⑤氧化镁在粉煤灰中，硫酸镁含量很少，即使是微量，也会产生一种白色泛霜，随即将坯体破坏。由于镁化物颗粒的尺寸通常很细小，而且以微量存在于原料中，它的含量很难测定。氧化镁起助熔剂作用，并能降低原料的耐火度，但不如氧化钙那样严重，而且反应也较慢，因此除了硫酸镁外，通常危害较小。氧化镁在高温下反应生成的熔渣，较氧化钙生成的熔渣更具有粘滞性，这一点就限制了制品的快速变形。⑥钾、钠化合物粉煤灰中钾、钠化合物的主要作用是降低耐火度或玻化温度。它们与氧化铝或氧化硅在低温下（700℃）化合，因此，起助熔剂作用。钾、钠化合物在原料中形成的液体在冷却时并不易于结晶，它形成一种玻璃体。由于钾、钠化合物易于形成液相，它赋予制品以强度和不渗透性能，通常使制品易于干燥。2.烧结粉煤灰砖对原料的要求①粉煤灰用来生产烧结粉煤灰砖的粉煤灰，目前还无标难。大量试验研究认为：烧结粉煤灰砖对粉煤灰性能要求不严．甚至劣质粉煤灰也可用来制砖，但粉煤灰的含碳量对烧结性能有一定影响。我国用于制砖原料的粉煤灰，通常按颗粒大小可分为粗、中、细三类。粗颗粒为4900目筛筛余量大干40％；中颗粒为4900目筛筛余量在20％一40％之间；细颗粒为4900目筛筛余量小于20％。粉煤灰的粒度，对烧结粉煤灰砖坯的成型、干燥和焙烧都有直接影响。如果粉煤灰颗粒粗，掺量又高，则可塑性差，不易成型，同时使制坯皮机泥缸、螺旋及搅拌机刀叶磨损较快，这样的砖坯，虽然以快速干操有利，但烧成温度高，不易掌握，同时吸水率高，砖的抗冻性能较差。若粉煤灰颗粒较细，掺量又小，砖体密实程度虽然可以提高，但干燥又不适宜，可能发生裂纹，而影响制品的质量及工艺操作技术，导热系数增大，烧成热耗提高。一般说来，粉煤灰的颗粒大小与掺量多少．必须满足：成型时泥条不在滚床上发生断裂；切出的坯体棱角完整；烧好的砖符合标准。。此外，对粉煤灰的技术要求尚有：a．颗粒度通过3mm筛孔，筛余量不得超过3％。b．堆积密度不超过800kg/m3c．含水率低于20％d．发热量不小于4187kJ/kge．掺配误差±5％以下②粘土粉煤灰在煤粉燃烧时已失去化学结合水，且颗粒比粘土粗，所以塑性极低。因而生产烧结粉煤灰砖必须掺入粘合剂，目前一般为粘土。烧结粉煤灰砖对粘土的要求，除化学成分应符合一般制砖粘土要求外，其塑性是决定掺灰量大小的首要条件。粘土颗粒愈细，其塑性指数愈大。粘土塑性指数大，则粘土的可塑范围也大，掺入的粉煤灰量亦高。高可塑性粘土塑性指数大于15，可掺入粉煤灰60％；（体积分数）中可塑性粘土塑性指数8—15，可渗入粉煤灰30％一50％；低可塑性粘土塑性指数小于7，一般掺入粉煤灰较为困难。为了大量掺入粉煤灰，必须设法提高粘土的可塑性。生产时，为充分发挥粘上的胶结作用，成型过程要加强机械处理，最好是粉碎粘土；若湿粘土粉碎有困难，则必须加强混合料的粉碎和搅拌，以充分发挥粘土胶结作用．否则均匀的混合料中会夹杂粘土颗料，对干燥、焙烧均会造成不良影响。③混合料烧结粉煤灰砖的混合料属于中低可塑性料，一般要求混合料的塑性指数大于或等于7，否则制坯困难。混合料化学成分（经验数据）a．二氧化硅含量不宜高于70％。超过此含量，混合料的塑性大为降低，制品的抗折强度和抗压强度也较低。b．三氧化二铝含量以15％一20％为宜。低于10％时，制品的力学强度较低；高于20％时，虽然制品强度提高，但侥成温度也要高于1050℃。c．三氧化二铁含量以5％一10％为宜。含量过高时，将降低制品的耐火度。d.氧化钙含量不宜超过10％。含量过高时将缩小混合料的烧成温度范围，给焙烧操作造成团难。e．氧化镁和硫化物含量越小越好，氧化镁含量一般不应超过3％，硫化物含量最好是小于1％。氧化钾、氧化钠的含量一般都很小，可以不作限制。3.生产烧结粉煤灰砖的工艺要点⑴烧结粉煤灰砖的成型工艺及优缺点烧结粉煤灰砖的成型工艺主要有二种：挤出成型工艺;半干压成型工艺。挤出成型工艺生产烧结粉煤灰砖，易于生产多孔砖和空心砖，产量高。但是，当粉煤灰掺量大于50％（质量分数）时成型困难，需要采用大功率、高真空度的双级真空挤砖机，并要求粘土有较高的塑性，必要时还需添加少量粘结剂。采用半干压成型能够较容易地成型塑性差的原料，粉煤灰掺量可达85％以上，制品外观质量好，但产量低，生产空心砖有一定难度。⑵码窑技术（“七分码，三分烧”）对于烧结粉煤灰砖码窑尤为重要，因为粉煤灰中的残余碳已掺入坯体内部，码窑过程实际上也是燃料在窑内的分布过程。烧结粉煤灰砖码窑的疏密程度、码窑形式不仅关系到窑内气体运动的阻力大小，而且也决定了窑内热源的多少和热源分布的均匀性。焙烧产品的质量、产量以及余热利用均与码窑工序有直接的关系。当然还能利用外投燃料、风闸作一定范围的调整，但码窑形式如不当，往往使窑温相差甚大，此时用外投燃料和风闸也是无能为力稍不注意，多投燃料就可引起局部过火，出现面包砖事故。局部码窑密度的原则是：上密下稀，边密中稀。因为码密的地方，就是多加了燃料，所以在热损失大的地方要码得密些，中部火力不易散发出去，要码得稀些．以防止中部出过火砖。窑墙处比中部热损失大．因此边部比中部码得密些，轮窑外窑墙比内窑墙处更密些，窑拱上散热比较大，所以上部要码得密些。另外热气体具有上升力，上部密码可以加大阻力，减少上部空气量．避免上部温度过高，促使上下温度一致。⑶焙烧砖坯在窑中经过预热后，随着温度的继续升高，粉煤灰达到燃点，开始自燃着火。坯体再经升温达到烧成温度后保温而形成固相，再冷却为具有一定物理力学性能的制品，这个过程称为焙烧。焙烧过程要注意四点：①点火由于烧结粉煤灰砖的坯体内部含有粉煤灰残余碳，点火时间不要过长，以防止过烧。②预热烧结粉煤灰砖预热带要长些，以免当达到预热带后段时，部分粉煤灰残余碳开始燃烧，冲破纸档(由于温度过高将纸档烤破)。所以，一般要求烧结粉煤灰砖焙烧预热带保持6—7个窑室，同时，在预热带中应防止凝露裂缝和干缩裂缝；焙烧带长度的确定要以保证砖坯均匀烧结为目的。粉煤灰烧结砖焙烧时传热较好，在高温持续焙烧时可适当缩短。但不易太短．倘若过短，焙烧易出现砖的“黑心”、“压花”。③焙烧带长度粉煤灰烧结砖一般要求保温带较长，减少空气流入量，降低过剩空气量系数，加强砖的保温作用。同时，保温带的延长，对减少砖的黑心、压花等弊病也是有益的。为加强保温，焙烧粉煤灰烧结砖时，一般砖厂都采用两层普通粘土砖封闭窑门。④保温带长度4.目前国内生产烧结粉煤灰砖品种性能烧结粉煤灰砖的尺寸稳定性、保温隔热性能，远远优于掺粉煤灰的燕压、蒸养砖，其生产能耗低于普通粘土砖。因此占建材掺灰量39.7％的粉煤灰，都用来生产烧结砖，是建材工业用灰量最大的一个领域。根据烧结粉煤灰砖掺灰量多少，可分为低掺量(掺合量＜50％)烧结粉煤灰砖和高掺量(掺合量＞50％)烧结粉煤灰砖；按结构分，可分为实心砖和空心砖。低掺量烧结粉煤灰砖在我国技术成熟，生产厂家多，其生产工艺不比普通粘土砖复杂，仅将粉煤灰按比例掺入粘土中，搅拌均匀后，即可按照普通粘土砖的成型和焙烧技术生产，所以非常适合旧厂改造，投资省，上马快。高掺量烧结粉煤灰砖在我国除有少数几条引进生产线生产外，基本上还处于探索研制阶段。烧结粉煤灰空心砖人们为了减轻建筑物的自重及工人的劳动强度，在不影响砖坯强度等质量的情况下，开发生产的一种比粉煤灰实心砖密度更小的砖。具有如下特点：①在粉煤灰掺量小于40％时．烧结粉煤灰空心砖强度与烧结粉煤灰实心砖、粘土砖强度基本相同，随着粉煤灰掺量增加，强度有所下降。②由于空心砖存在空洞，窑内热气流的阻力减小．焙烧火头速度加快．使焙烧空心砖的产量高于实心砖。③砖体内空洞的排列分坚孔与水平孔；承重空心砖多用竖孔，非承重空心砖用水平孔。二.蒸制粉煤灰砖蒸制粉煤灰砖是以电厂粉煤灰和生石灰或其他碱性激发剂为主要原料，也可掺入适量的石膏及一定量的煤渣等骨料，按一定比例配合，经搅拌、消化、轮碾、压制成型．在常压或高压蒸汽养护下制成一种墙体材料。生石灰遏水后会发生水解，生成氢氧化钙，放出热量，并使体积膨胀2—3倍，这个过程叫生石灰的消化1.生产蒸制粉煤灰砖与普通粘土比较，具有下列优点。◆变废为宝．保护环境。◆节约土地。◆不需焙烧，仅需提供养护用的蒸汽，故燃料消耗低。◆机械化程度高，劳动生产率高。◆不受季节气候影响，可以全年生产。◆产品容重轻，导热系数小，对改善建筑性能，降低建筑成本有利。2.蒸制粉煤灰砖对原材料的要求⑴粉煤灰①粉煤灰的活性愈高，愈有利于提高砖的强度，尤其是对采用常压养护方法生产粉煤灰砖时更为重要。一般为了保证砖的强度，生产中要求粉煤灰中应含三氧化二铝15%以上，含二氧化硅为40%以上。②粉煤灰中未燃炭的含量应控制在15％以下，否则，它不但影响粉煤灰的活性，而且对高压养护的粉煤灰砖还有其他破坏作用。③粉煤灰中的三氧化硫含量要求控制在2％以下。一是因为粉煤灰中二氧化硫来自碱金属硫酸盐及硫酸镁等可溶性盐，这种可溶性盐容易失去结晶水或又使无水盐转化为带结晶水的盐，这种失水或增水的过程会使砖的体积发生变化，结构受到破坏，因此会导致砖的微裂或硫松，影响砖的耐久性能。二是因为粉煤灰中的另一部分二氧化硫